JPWO2018212093A1 - Engine unit - Google Patents
Engine unit Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2018212093A1 JPWO2018212093A1 JP2018566326A JP2018566326A JPWO2018212093A1 JP WO2018212093 A1 JPWO2018212093 A1 JP WO2018212093A1 JP 2018566326 A JP2018566326 A JP 2018566326A JP 2018566326 A JP2018566326 A JP 2018566326A JP WO2018212093 A1 JPWO2018212093 A1 JP WO2018212093A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- crankshaft
- temperature
- rotational speed
- fuel injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
- F02D41/062—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting
- F02D41/064—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up for starting at cold start
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
- F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/021—Engine temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D2200/00—Input parameters for engine control
- F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
- F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
- F02D2200/101—Engine speed
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/047—Taking into account fuel evaporation or wall wetting
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/32—Controlling fuel injection of the low pressure type
- F02D41/34—Controlling fuel injection of the low pressure type with means for controlling injection timing or duration
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
- F02N19/005—Aiding engine start by starting from a predetermined position, e.g. pre-positioning or reverse rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N2200/00—Parameters used for control of starting apparatus
- F02N2200/02—Parameters used for control of starting apparatus said parameters being related to the engine
- F02N2200/023—Engine temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F02N2300/00—Control related aspects of engine starting
- F02N2300/10—Control related aspects of engine starting characterised by the control output, i.e. means or parameters used as a control output or target
- F02N2300/102—Control of the starter motor speed; Control of the engine speed during cranking
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
- Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
4ストロークの間に高負荷領域THと低負荷領域TLが存在するエンジン10の始動性向上をできる吸気管燃料噴射式4ストロークエンジンユニットを提供する。4ストロークの間に高負荷領域THと低負荷領域TLとを有する4ストロークエンジン本体10と、永久磁石を有しクランクシャフト46を回転させる永久磁石式スタータモータ30と、永久磁石式スタータモータ30を制御するECU32とを備え、低負荷領域TLの間、かつ、燃料噴射装置54が吸気通路33aに燃料を噴射した後、吸気弁50が閉じるまでの間で、エンジン温度センサ28により計測された4ストロークエンジン本体10の温度に基づいてクランクシャフト46の回転速度の増加を抑制するように、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。An intake pipe fuel injection type four-stroke engine unit capable of improving the startability of the engine 10 in which a high load area TH and a low load area TL exist between four strokes. A four-stroke engine body 10 having a high load area TH and a low load area TL between four strokes, a permanent magnet starter motor 30 having a permanent magnet and rotating a crankshaft 46, and a permanent magnet starter motor 30 4 measured by the engine temperature sensor 28 during the low load region TL and after the fuel injection device 54 injects fuel into the intake passage 33a and until the intake valve 50 closes. The rotational speed of the permanent magnet starter motor 30 is controlled to suppress an increase in the rotational speed of the crankshaft 46 based on the temperature of the stroke engine body 10.
Description
本発明は、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域を有し、スタータモータによってクランクシャフトをクランキングすることにより始動するエンジンユニットに関する。 The present invention relates to an engine unit having a high load area and a low load area for four strokes and starting by cranking a crankshaft by a starter motor.
車両が備えるエンジンとして、4ストロークの間に、エンジンのクランクシャフトを回転させる負荷が大きい高負荷領域と、エンジンのクランクシャフトを回転させる負荷が小さい低負荷領域とを有する4ストロークエンジン(例えば、単気筒エンジン)が知られている。 A four-stroke engine (for example, a single-stroke engine) that has a high load area where the load for rotating the engine crankshaft is large and a low load area where the load for rotating the engine crankshaft is small for four strokes. Cylinder engines are known.
特許文献1(特開2003−343404号公報)には、クランクシャフトを一旦逆回転させて停止させた後、前記クランクシャフトを正回転させることによってエンジンを始動させるエンジン始動装置が開示されている。 Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-343404) discloses an engine starting device for starting an engine by rotating a crankshaft in a forward direction after the crankshaft is once reversely rotated and stopped.
特許文献1に記載されたエンジン始動装置は、エンジンの前記クランクシャフトの回転が停止した後、モータによって、逆回転において負荷が増大する位置、すなわち膨張行程の途中まで前記クランクシャフトを逆回転させる。その後、前記エンジン始動装置は、前記膨張行程の途中の位置から前記モータを正回転方向に回転させることにより、前記クランクシャフトを正回転させる。
In the engine starting device described in
上述のように、前記クランクシャフトを負荷が増大する位置、すなわち、前記膨張行程の途中の位置まで逆回転させることにより、前記クランクシャフトは、エンジン始動時において、膨張行程の途中から圧縮行程まで、低負荷領域で回転する。その後、前記エンジンは、1回目の高負荷領域に到達する。そのため、前記エンジンが1回目の高負荷領域に到達する前に、前記クランクシャフトの回転速度を高めることができる。高い回転速度を伴う大きな慣性力及びスタータモータの出力トルクの両方を利用することにより、前記エンジンは1回目の高負荷領域を乗り越えることができる。 As described above, by reversely rotating the crankshaft to the position where the load increases, ie, the position in the middle of the expansion stroke, the crankshaft from the middle of the expansion stroke to the compression stroke when the engine is started, It rotates in the low load area. Thereafter, the engine reaches the first high load area. Therefore, the rotational speed of the crankshaft can be increased before the engine reaches the first high load area. By utilizing both high inertia with high rotational speed and the output torque of the starter motor, the engine can overcome the first high load region.
また、特許文献2(国際公開第WO2015/093576号)には、4ストロークエンジン本体の燃焼動作が停止した後、前記クランクシャフトが正回転しているときに、三相ブラシレスモータによって前記クランクシャフトの正回転に対して抵抗を付与するエンジンユニットが開示されている。 Further, according to Patent Document 2 (International Publication No. WO 2015/093576), after the combustion operation of the four-stroke engine main body is stopped, the crankshaft is rotated by a three-phase brushless motor when the crankshaft rotates forward. An engine unit is disclosed that provides resistance to normal rotation.
前記エンジンユニットは、前記クランクシャフトを前記4ストロークエンジン本体における圧縮行程の位置で停止させる。そして、前記クランクシャフトの停止時における始動指示の入力に応じて、前記三相ブラシレスモータによって、前記クランクシャフトを、停止している圧縮行程の位置から正回転させる。 The engine unit stops the crankshaft at a position of a compression stroke in the four-stroke engine body. Then, in response to the input of the start instruction at the time of stopping the crankshaft, the three-phase brushless motor rotates the crankshaft forward from the position of the stopping compression stroke.
これにより、前記始動指示の入力に応じて前記4ストロークエンジン本体を始動する場合に、モータの出力トルクが小さくても、前記4ストロークエンジンを始動させやすい位置から前記クランクシャフトの回転を開始することができる。 Thereby, when starting the four-stroke engine body in response to the input of the start instruction, the crankshaft is started to rotate from a position where the four-stroke engine can be easily started even if the output torque of the motor is small. Can.
上述のように始動指示の入力に応じて前記クランクシャフトが回転を開始した場合、前記クランクシャフトの回転速度は、停止状態から徐々に増大する。前記クランクシャフトの正回転を圧縮行程から開始した場合、前記圧縮行程では、前記クランクシャフトの回転速度は低速度である。このように前記クランクシャフトの回転速度が圧縮行程で低速度の場合、前記クランクシャフトは、燃焼室内の気体による圧縮反力を受けにくい。その結果、前記クランクシャフトは、速やかに圧縮行程の高負荷領域の負荷を乗り越えて回転することができる。 As described above, when the crankshaft starts to rotate in response to the input of the start instruction, the rotational speed of the crankshaft gradually increases from the stop state. When the positive rotation of the crankshaft is started from the compression stroke, in the compression stroke, the rotational speed of the crankshaft is low. As described above, when the rotational speed of the crankshaft is a compression stroke at a low speed, the crankshaft is unlikely to receive a compression reaction force by the gas in the combustion chamber. As a result, the crankshaft can rapidly rotate over the load in the high load area of the compression stroke.
本発明者らは、上述の特許文献1,2に示すように4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンの始動性について評価した。その結果、本発明者らは、ある特定の局面では、負荷の変動が大きいことにより、前記エンジンの始動性が低下することを見出した。
The inventors evaluated the startability of the engine in which a high load area and a low load area exist between four strokes as shown in the above-mentioned
本発明は、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、始動性の向上が可能な構成を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a configuration capable of improving startability in the engine in which a high load area and a low load area exist during a 4-stroke cycle.
本発明者らは、従来提案されている、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在するエンジンの始動性を評価した。 The present inventors have evaluated the startability of an engine in which a high load area and a low load area exist during a 4-stroke, which has been proposed conventionally.
従来提案されている、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することにより得られる慣性力を利用することで、前記エンジンの始動性を高めている。そのため、基本的には、前記エンジンの始動性は良好である。 In the engine, which has been proposed conventionally, in which a high load area and a low load area exist between four strokes, the inertia force obtained by accelerating the rotational speed of the crankshaft in the low load area is utilized. The startability of the engine is enhanced. Therefore, basically, the startability of the engine is good.
しかしながら、本発明者らは、検討する中で、ある特定の局面では、前記エンジンの負荷の変動が大きいため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することで、逆に、前記エンジンの始動性が低下することを見出した。 However, the inventors of the present invention consider that in certain aspects, the load fluctuation of the engine is large, so by accelerating the rotational speed of the crankshaft in a low load area, conversely, the engine It has been found that the startability of
具体的には、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、エンジン温度が極低温であっても、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度は加速する。特に、前記エンジン温度が極低温時では、前記エンジンの負荷がより増加するため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を高めることによって慣性力を増加させる制御が好ましいと考えられる。 Specifically, in the engine in which the high load area and the low load area exist during the four strokes, the rotational speed of the crankshaft accelerates in the low load area even if the engine temperature is extremely low. In particular, when the temperature of the engine is at a very low temperature, the load on the engine is further increased. Therefore, it is considered preferable to increase the inertia speed by increasing the rotational speed of the crankshaft in a low load region.
しかしながら、前記エンジン温度が極低温時に低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を高めると、温度低下にともなう燃料の蒸気圧低下で噴射燃料の気化(vaporize)が抑制され、かつ前記クランクシャフトの回転速度が高まったことによって、燃料噴射開始から吸気行程完了までの時間が減少する。このため、燃焼室内に流入する燃料量が減少する。 However, if the rotational speed of the crankshaft is increased in a low load region when the engine temperature is at a very low temperature, the vapor pressure of the fuel is reduced due to the temperature decrease to suppress the vaporization of the injected fuel and the rotation of the crankshaft. The increased speed reduces the time from the start of fuel injection to the completion of the intake stroke. As a result, the amount of fuel flowing into the combustion chamber is reduced.
これにより、燃焼に寄与する燃料の総熱発生量が減少するため、燃焼によるトルクが十分に得られず、前記エンジンを始動できない場合がある。しかも、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、燃焼間隔が大きいため、次回の燃焼時にも同様の現象が生じる場合がある。 As a result, the total heat generation amount of the fuel contributing to the combustion is reduced, so that the torque due to the combustion may not be obtained sufficiently, and the engine may not be able to start. Moreover, in the engine in which the high load area and the low load area exist between the four strokes, the same phenomenon may occur at the next combustion because the combustion interval is large.
このように、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、エンジン温度が極低温時に低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速すると、逆に始動性が低下する場合がある。本発明者らは、ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンの始動性を評価する中で、上述の現象を見出した。 As described above, in the engine in which the high load area and the low load area exist during the four strokes, when the rotational speed of the crankshaft is accelerated in the low load area when the engine temperature is extremely low, the startability deteriorates. There is a case. The present inventors have found the above phenomenon in evaluating the startability of the engine where there is a high load area and a low load area during the stroke.
特許文献1及び2に開示されているように、4ストロークの間に高負荷領域及び低負荷領域が存在する前記エンジンでは、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度を加速することによって得られる慣性力を利用して、始動性を高めている。エンジン温度が極低温時では、前記エンジンの負荷がより増加するため、低負荷領域で前記クランクシャフトの回転速度の加速を抑制して慣性力を減少させることは考えにくい。
As disclosed in
しかしながら、永久磁石式スタータモータの場合、回転速度が低いほどトルクを高めることができる。本発明者らは、このような永久磁石式スタータモータの特性を利用することで、4ストロークの間に高負荷領域と低負荷領域が存在する前記エンジンにおいて、エンジン温度が極低温時に、前記クランクシャフトが停止状態から回転した後、最初の燃焼までの間の低負荷領域で、前記クランクシャフトの回転速度の加速を抑制しても、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができることを見出した。しかも、始動性が低下しないエンジン温度領域では、前記クランクシャフトを停止状態から回転させた後の最初の燃焼までの間の低負荷領域で、前記クランクシャフトの回転速度の加速を促進でき、今までと同様の始動性を確保することができる。 However, in the case of a permanent magnet starter motor, the lower the rotational speed, the higher the torque. The present inventors utilize the characteristics of such a permanent magnet starter motor to produce the crank when the engine temperature is extremely low in the engine in which a high load area and a low load area exist between four strokes. It has been found that the energy from the first combustion can be sufficiently increased even if the acceleration of the rotational speed of the crankshaft is suppressed in the low load region until the first combustion after the shaft rotates from the stationary state. Moreover, in the engine temperature region where the startability does not decrease, acceleration of the rotational speed of the crankshaft can be promoted in the low load region between the stationary state and the first combustion after the crankshaft is rotated. The same startability can be secured.
上述のような検討結果に基づいて、本発明者らは、以下のような構成に想到した。 Based on the examination result as described above, the present inventors considered the following configuration.
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
(1) 本発明の一実施形態に係るエンジンユニットは、
吸気ポート及び排気ポートが設けられた燃焼室と、前記吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気ポートに接続され且つ前記吸気ポートを介して大気中の空気を前記燃焼室内に導く吸気通路と、前記排気ポートに接続される排気通路と、前記吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射装置と、前記燃焼室内の燃料及び空気を含む混合気に点火する点火装置と、前記燃焼室内を往復移動するピストンと、前記ピストンの往復移動に応じて回転するように、前記ピストンに接続されたクランクシャフトとを備え、4ストロークの間に前記クランクシャフトを回転する負荷が大きい高負荷領域と、前記クランクシャフトを回転する負荷が前記高負荷領域の負荷よりも小さい低負荷領域と、を有する4ストロークエンジン本体と、
永久磁石を有し前記クランクシャフトを回転させる永久磁石式スタータモータと、
前記永久磁石式スタータモータ、前記燃料噴射装置及び前記点火装置を制御する制御装置と、
前記4ストロークエンジン本体の温度を検出するエンジン温度検出部と、
前記クランクシャフトの回転角度の位置であるクランク角を検出するクランク角検出部と、を備え、
前記制御装置は、
前記永久磁石式スタータモータを駆動させることによって、前記クランクシャフトを停止状態から回転させ、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間に、前記燃料噴射装置を制御することによって、前記吸気通路内に燃料を噴射し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間で、かつ、前記燃料噴射装置が前記吸気通路内に燃料を噴射してから前記吸気弁が閉じるまでの間に、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて、前記クランクシャフトの回転速度の増加を抑制するように前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記点火装置を用いて前記燃焼室内の混合気に点火することによって、前記4ストロークエンジン本体を始動する。The present invention adopts the following configuration in order to solve the problems described above.
(1) An engine unit according to an embodiment of the present invention
A combustion chamber provided with an intake port and an exhaust port, an intake valve for opening and closing the intake port, an exhaust valve for opening and closing the exhaust port, air connected to the intake port and air in the atmosphere via the intake port , An exhaust passage connected to the exhaust port, a fuel injection device for injecting fuel into the intake passage, and ignition for igniting a mixture including fuel and air in the combustion chamber Apparatus, a piston reciprocating in the combustion chamber, and a crankshaft connected to the piston so as to rotate according to the reciprocating movement of the piston, a load rotating the crankshaft during four strokes 4 stroke engine having a high load area where the load is large and a low load area where the load that rotates the crankshaft is smaller than the load of the high load area. And down the body,
A permanent magnet starter motor having a permanent magnet and rotating the crankshaft;
A controller for controlling the permanent magnet starter motor, the fuel injection device, and the ignition device;
An engine temperature detection unit that detects the temperature of the four-stroke engine body;
And a crank angle detection unit that detects a crank angle that is a position of a rotation angle of the crankshaft.
The controller is
The crankshaft is rotated from a stopped state by driving the permanent magnet starter motor,
While the crank angle of the crankshaft is in the low load region, fuel is injected into the intake passage by controlling the fuel injection device;
The crank angle of the crankshaft is detected by the engine temperature detection unit between the low load region and between the fuel injection device injecting fuel into the intake passage and the closing of the intake valve. Controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor so as to suppress an increase in rotational speed of the crankshaft based on the temperature of the four-stroke engine main body,
The four-stroke engine body is started by igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber using the igniter while the crank angle of the crankshaft is in the high load region.
以上の構成により、前記エンジンユニットの温度に応じて、永久磁石式スタータモータの回転速度を制御することで、前記クランクシャフトの回転速度を抑制することができる。よって、燃料噴射の時間を長くして、エンジン温度に応じた燃料蒸発の時間を確保することができる。また、前記永久磁石式スタータモータは低回転時のトルクが大きいので、前記エンジンを始動させるための十分なエネルギーを確保できる。したがって、上述の構成により、前記エンジンの始動性を向上できる。 With the above configuration, by controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor according to the temperature of the engine unit, it is possible to suppress the rotational speed of the crankshaft. Therefore, the fuel injection time can be extended to secure the fuel evaporation time according to the engine temperature. Further, since the permanent magnet type starter motor has a large torque at the time of low rotation, it is possible to secure sufficient energy for starting the engine. Therefore, the above-described configuration can improve the startability of the engine.
(2) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が第1温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度が、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度よりも低くなるように、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御する。 (2) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device is configured to detect the rotational speed of the permanent magnet starter motor by the engine temperature detection unit, and the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the four-stroke engine main body is a first temperature is the engine temperature The rotational speed of the permanent magnet starter motor such that the temperature of the four-stroke engine body detected by the detection unit is lower than the rotational speed of the crankshaft when the second temperature is higher than the first temperature. Control.
これにより、エンジン温度が低温の時に、燃料の蒸発の時間が確保されるため、前記エンジンの始動性を向上できる。 Thus, when the temperature of the engine is low, the time for evaporation of the fuel is secured, so the startability of the engine can be improved.
(3) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記燃料噴射装置は、前記吸気弁に向けて燃料を噴射する。このように吸気ポートに近い場所に燃料を噴射することにより、燃料供給の効率を向上させることができる。 (3) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The fuel injection device injects fuel toward the intake valve. By injecting the fuel in the vicinity of the intake port as described above, the efficiency of the fuel supply can be improved.
(4) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて決定された燃料噴射時間に応じて、前記クランクシャフトの回転速度を決定する。 (4) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device determines the rotational speed of the crankshaft according to a fuel injection time determined based on the temperature of the four-stroke engine body detected by the engine temperature detection unit.
これにより、前記エンジン温度に応じた燃料噴射時間の制御を容易に行うことができる。よって、より効率よく前記エンジンの始動制御を行うことができる。 Thereby, control of the fuel injection time according to the said engine temperature can be performed easily. Therefore, the start control of the engine can be performed more efficiently.
(5) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記エンジン温度検出部は、前記4ストロークエンジン本体の冷却液の温度又はオイル通路内のオイルの温度を検出するセンサである。このように、前記エンジンの機能として必要なセンサを共用することで、エンジンユニットの構成を簡易にすることができる。 (5) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The engine temperature detection unit is a sensor that detects the temperature of the coolant in the four-stroke engine body or the temperature of the oil in the oil passage. Thus, the configuration of the engine unit can be simplified by sharing a sensor necessary as a function of the engine.
(6) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記燃料噴射時間内に、エンジン始動に必要な燃料を供給可能な所定時間を超えるまで、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させる。これにより、前記エンジンへの燃料の供給量を所定量以上に確保することができ、前記エンジンの始動性を向上できる。 (6) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device causes the fuel injection device to inject the fuel within the fuel injection time until it exceeds a predetermined time that can supply the fuel necessary for starting the engine. As a result, the amount of fuel supplied to the engine can be maintained at a predetermined amount or more, and the startability of the engine can be improved.
(7) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が低いほど、前記燃料噴射時間における前記クランクシャフトの回転速度を低下させるように、前記モータの回転速度を制御する。これにより、低温時における燃料の蒸発の時間を確保することができ、低温時でもエンジンの始動性を向上できる。 (7) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The control device controls the rotational speed of the motor so as to lower the rotational speed of the crankshaft during the fuel injection time as the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit decreases. . As a result, the time for fuel evaporation at low temperatures can be secured, and engine startability can be improved even at low temperatures.
(8) 他の観点によれば、本発明のエンジンユニットは、以下の構成を含むことが好ましい。前記4ストロークエンジン本体は、前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記燃焼室内の混合気を排出するために前記排気弁を一時的に開く減圧機構をさらに備えている。このように、減圧機構を有する構成では、エンジン始動時の最初の燃焼によって前記クランクシャフトの回転速度を十分に高めることができない可能性がある。これに対し、上述の各構成を適用することにより、最初の燃焼によって、エンジンを始動させるためのエネルギーを確保できるため、エンジンの始動性を向上できる。 (8) According to another aspect, the engine unit of the present invention preferably includes the following configuration. The four-stroke engine body further includes a pressure reducing mechanism that temporarily opens the exhaust valve to exhaust the air-fuel mixture in the combustion chamber while the crank angle of the crankshaft is in the high load region. Thus, in a configuration having a pressure reducing mechanism, the first combustion at engine start may not be able to sufficiently increase the rotational speed of the crankshaft. On the other hand, by applying each of the above-described configurations, energy for starting the engine can be secured by the first combustion, so that the startability of the engine can be improved.
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。本明細書で使用される「及び/又は」は、一つ又は複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。 The terminology used herein is for the purpose of defining particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention by said terminology. As used herein, "and / or" includes any and all combinations of one or more of the associated listed components.
本明細書において、「含む、備える(including)」「含む、備える(comprising)」または「有する(having)」及びそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、及び/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/または、それらのグループのうちの1つまたは複数を含むことができる。 As used herein, the use of “including,” “including,” “comprising,” or “having,” and variations thereof, may be used to describe any of the described features, steps, elements, components, and / or , Identifying the existence of their equivalents, but may include one or more of steps, operations, elements, components, and / or groups thereof.
本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、及び/または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的及び間接的な”取り付け、接続及び結合の両方を包含する。さらに、「接続された」及び「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。 As used herein, “attached”, “connected”, “coupled”, and / or their equivalents are used in a broad sense, “direct and indirect” attachment, Includes both connections and bonds. Furthermore, "connected" and "coupled" are not limited to physical or mechanical connections or couplings, but can include direct or indirect connections or couplings.
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。 Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs.
一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。 Terms defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the related art and the meaning in the context of this disclosure, and unless explicitly defined otherwise herein. It is not to be interpreted in an ideal or overly formal sense.
本発明の説明においては、いくつもの技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の1つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。 In the description of the present invention, it is understood that numerous techniques and steps are disclosed. Each of these has distinct benefits and can also be used with one or more, or possibly all, of the other disclosed techniques.
したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。 Thus, for the sake of clarity, the description of the invention refrains from repeating every possible combination of the individual steps unnecessarily. However, the specification and claims should be read with the understanding that all such combinations are within the scope of the present invention.
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。 In the following description, numerous specific examples are set forth in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific examples.
よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。 Thus, the following disclosure should be considered as an illustration of the present invention, and is not intended to limit the present invention to the specific embodiments illustrated by the following drawings or description.
<クランキングの定義>
本明細書において、クランキングとは、エンジンの気筒内での燃焼によらず、エンジンの外から外力を与えて前記クランクシャフトを回転させることをいう。特に、クランキングとは、エンジンの始動時にエンジン始動用のモータを用いてクランクシャフトを回転させることを意味する。なお、クランキングには、エンジンの気筒内で燃焼が発生している際に外力を前記クランクシャフトに与えることも含まれる。<Definition of cranking>
In the present specification, cranking refers to rotating the crankshaft by applying an external force from the outside of the engine regardless of combustion in a cylinder of the engine. In particular, cranking means that a motor for starting the engine is used to rotate a crankshaft at the time of starting the engine. Cranking also includes applying an external force to the crankshaft when combustion is occurring in a cylinder of the engine.
<高負荷領域の定義>
本明細書において、エンジンの高負荷領域とは、エンジンの運転領域において、圧縮行程で筒内ガスの圧縮に要するトルクが大きい領域を意味する。エンジンの高負荷領域には、圧縮行程を含む。<Definition of high load area>
In the present specification, the high load range of the engine means a range in which the torque required for compression of the in-cylinder gas in the compression stroke is large in the operating range of the engine. The high load area of the engine includes the compression stroke.
<低負荷領域の定義>
本明細書において、エンジンの低負荷領域とは、エンジンの運転領域において、筒内ガスを圧縮していない領域を意味する。<Definition of low load area>
In the present specification, the low load region of the engine means a region in which the in-cylinder gas is not compressed in the operating region of the engine.
<4ストロークエンジン本体の温度の定義>
本明細書において、4ストロークエンジン本体の温度とは、エンジンの燃焼室内の温度、または、燃焼室内の温度に関連する温度を検出するエンジン温度検出部によって検出された温度を意味する。燃焼室内の温度に関連する温度とは、燃焼室の温度に応じて変化する、冷却液、4ストロークエンジン本体のシリンダ及びクランクケース本体、燃料温度、インジェクタ温度、吸気ポート温度などの温度を意味する。また、空冷式エンジンの場合などは、オイル通路内のオイルの温度であってもよい。<Definition of temperature of 4-stroke engine body>
In the present specification, the temperature of the four-stroke engine body means the temperature in the combustion chamber of the engine or the temperature detected by the engine temperature detection unit that detects the temperature related to the temperature in the combustion chamber. The temperature related to the temperature in the combustion chamber means the temperature, such as the coolant, the cylinder and crankcase body of the 4-stroke engine body, the fuel temperature, the injector temperature, the intake port temperature, which changes according to the temperature of the combustion chamber. . In the case of an air-cooled engine or the like, the temperature of the oil in the oil passage may be used.
本発明の一実施形態に係るエンジンユニットによれば、エンジンの始動性を向上できる。 According to the engine unit according to one embodiment of the present invention, the startability of the engine can be improved.
(第1実施形態)
以下で、実施形態について、図面を参照しながら説明する。各図において、同一部分には同一の符号を付して、その同一部分の説明は繰り返さない。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。First Embodiment
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same portions are denoted by the same reference numerals, and the description of the same portions will not be repeated. In addition, the dimension of the structural member in each figure does not faithfully represent the dimension of an actual structural member, the dimensional ratio of each structural member, etc.
<エンジンユニットの構成>
エンジンユニット100の構成について説明する。エンジンユニット100は、車両の一例である自動二輪車に設けられている。図1は、エンジンユニット100の構成を示す概略図である。なお、以下においては、エンジンユニット100が単気筒の4ストロークエンジン本体10(以下、単にエンジン10と表記する)を有する場合について説明する。図1においては、エンジンユニット100の各構成要素を簡略化して示している。本実施形態に係るエンジンユニット100は、1サイクル中に吸入行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程が含まれる4ストロークのエンジン10を有するエンジンユニットである。<Configuration of engine unit>
The configuration of
図1に示すように、エンジンユニット100は、エンジン10、エアクリーナ12、吸気管14a、吸気管14b、排気管16、スロットル装置20、スロットルポジションセンサ(以下、TPSと記載する。)22、圧力センサ24、クランク角センサ26(クランク角検出部)、エンジン温度センサ28(エンジン温度検出部)、永久磁石式スタータモータ30及びエンジン制御装置(制御装置、以下、ECUと記載する。)32、インバータ62、バッテリ64及び始動スイッチ66を備える。まず、エンジン10以外の構成要素について簡単に説明する。
As shown in FIG. 1, the
エアクリーナ12は、大気中の空気(エンジン10が搭載されている車両の外部の空気)を吸入し、吸入した空気を浄化する。吸気管14aの一端は、エアクリーナ12に接続される。吸気管14aの他端は、スロットル装置20の後述するスロットルボディ20cに接続される。吸気管14bの一端は、スロットル装置20のスロットルボディ20cに接続される。吸気管14bの他端は、後述するシリンダヘッド34に形成された通路34aに接続される。排気管16の一端は、後述するシリンダヘッド34に形成された通路34bに接続される。本実施形態では、例えば、吸気管14a内の空間、スロットルボディ20c内の空間、吸気管14b内の空間、及び通路34aによって、吸気通路33aが形成される。また、本実施形態では、例えば、通路34b及び排気管16内の空間によって、排気通路33bが形成される。
The
吸気通路33aは、エアクリーナ12によって浄化された大気中の空気を、後述する吸気ポート35aを介してエンジン10の後述する燃焼室36内へ導く。一方、排気通路33bは、後述する排気ポート35bを介して燃焼室36内の気体を大気(車両の外部)へ排出する。
The
なお、吸気通路33aの構成は、図1に示した構成に限定されず、大気中の空気を後述する燃焼室36内に導くことができる構成であればよい。また、排気通路33bの構成は、図1に示した構成に限定されず、燃焼室36内の気体を大気へ排出することができる構成であればよい。以下の説明において、「上流」及び「下流」とは、エアクリーナ12から吸気通路33a及びエンジン10を介して排気通路33bへと流れる空気の流通方向を基準とした「上流」及び「下流」を意味する。
The configuration of the
スロットル装置20は、スロットルバルブ20aと、スロットルバルブ20aを駆動する駆動装置20bと、スロットルボディ20cとを含む。スロットルバルブ20a及び駆動装置20bは、スロットルボディ20cに設けられる。駆動装置20bとしては、例えば、電動モータを用いることができる。
The
スロットルバルブ20aは、駆動装置20bに駆動されることによって、吸気通路33aの開口面積を調整する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ20aが、吸気通路33aの開口面積を調整する調整弁である。駆動装置20bは、後述するように、ECU32によって制御される。
The
TPS22は、スロットルバルブ20aの位置を、スロットル開度として検出する。TPS22は、検出したスロットル開度を示す信号を、ECU32へ出力する。
The
圧力センサ24は、吸気通路33a内においてスロットルバルブ20aよりも下流の部分の圧力(吸気圧力)を検出する。すなわち、圧力センサ24は、吸気通路33a内におけるスロットルバルブ20aと後述する燃焼室36との間の部分の圧力を検出する。なお、以下において、吸気圧力とは、吸気通路33a内におけるスロットルバルブ20aと燃焼室36との間の部分の圧力を意味する。圧力センサ24は、検出した圧力に関する信号を、ECU32へ出力する。本実施形態では、圧力センサ24が圧力検出部である。
The
クランク角センサ26は、エンジン10の後述する前記クランクシャフト46の回転位置(以下、クランク角という。)を検出する。クランク角センサ26は、検出したクランク角を示す信号(クランクパルス信号)を、ECU32へ出力する。
The
また、前記ECU32は、前記クランク角センサ26から出力された信号に基づいて、エンジン10の後述する点火プラグ56によって燃焼室36内の混合気に点火する。
Further, the
上述のECU32の構成及び動作は、従来と同様であるため、ECU32の構成及び動作に関する詳しい説明を省略する。
The configuration and operation of the above-described
前記ECU32は、エンジン始動時の動作制御を行う。具体的には、前記ECU32は、回転速度算出部70、クランク角判定部71、燃料噴射時間判定部72、モータ制御部73、燃料噴射制御部74、点火制御部75及びメモリ76を有する。
The
回転速度算出部70は、クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて、エンジン10の回転速度、すなわち、前記クランクシャフト46の回転速度を算出する。回転速度算出部70で算出された前記クランクシャフト46の回転速度は、モータ制御部73に入力され、永久磁石式スタータモータ30のフィードバック制御に用いられる。
The
クランク角判定部71は、クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて得られるクランク角が、所定角度よりも大きいかどうかを判定するとともに、前記クランク角が燃料噴射を開始する規定角度よりも大きいかどうかを判定する。前記クランク角判定部71による判定結果は、前記モータ制御部73に入力され、前記永久磁石式スタータモータ30の駆動制御に用いられる。また、前記クランク角判定部71による判定結果は、前記燃料噴射制御部74に入力され、エンジン10の後述する前記燃料噴射装置54の駆動制御に用いられる。なお、前記所定角度は、前記規定角度よりも小さい角度である。
The crank
前記燃料噴射時間判定部72は、エンジン温度センサ28から出力されるエンジン温度情報に基づいて、メモリ76に予め記憶されている噴射時間データから、エンジン温度に応じた燃料噴射時間を求める。また、燃料噴射時間判定部72は、燃料噴射装置54から燃料を噴射している際に、燃料噴射の積算時間(積算燃料噴射時間)を算出して、算出された積算燃料噴射時間が既定値(所定時間)よりも長いかどうかを判定する。
The fuel injection
なお、エンジン温度センサ28は、一例として、エンジン10の冷却液の温度を計測するセンサである。前記エンジン温度センサ28は、燃焼室36内の温度を直接計測してもよいし、エンジン10のシリンダ40、クランクケース44などの温度を計測してもよい。すなわち、エンジン温度センサ28は、エンジン10の燃焼室36に関連する温度を計測可能であれば、どのような位置に設けられていてもよい。
In addition, the
モータ制御部73は、エンジン始動時に、回転速度算出部70から出力される前記クランクシャフト46の回転速度と、前記クランク角判定部71から出力される判定結果とに基づいて、永久磁石式スタータモータ30の駆動を制御する。具体的には、前記モータ制御部73は、クランク角判定部71から出力される判定結果に応じて、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御を行うとともに、前記クランクシャフト46の回転速度を用いて、前記永久磁石式スタータモータ30のフィードバック制御を行う。
The
前記燃料噴射制御部74は、前記クランク角判定部71によって、クランク角が燃料噴射を開始する規定角度よりも大きいと判定された場合に、燃料噴射装置54に燃料を噴射させる。一方、前記燃料噴射制御部74は、前記燃料噴射時間判定部72によって前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも長いと判定された場合には、燃料噴射装置54による燃料噴射を停止する。
The fuel
前記点火制御部75は、前記クランク角センサ26から出力されたクランクパルス信号に基づいて得られるクランク角が、前記点火プラグ56の点火タイミングに達した際に、前記点火プラグ56に点火させる。
The
永久磁石式スタータモータ30は、前記クランクシャフト46をクランキングさせてエンジン10を始動させるモータである。本実施形態では、永久磁石式スタータモータ30は、DCブラシレスモータである。永久磁石式スタータモータ30は、回転速度が低いほどトルクが高いという特徴を有する。
The permanent
なお、前記DCブラシレスモータとしては、ホールセンサによって電気角を検出するタイプのDCブラシレスモータ、及びクランクパルスによって機械角を検出するタイプのDCブラシレスモータを用いることも可能である。 As the DC brushless motor, it is also possible to use a DC brushless motor of a type in which an electrical angle is detected by a Hall sensor, and a DC brushless motor of a type in which a mechanical angle is detected by a crank pulse.
前記永久磁石式スタータモータ30の出力軸は、前記エンジン10のクランクシャフト46に対し、前記クランクシャフト46を回転させるように接続されている。本実施形態では、前記永久磁石式スタータモータ30の出力軸が、前記クランクシャフト46に動力伝達機構(例えば、ベルト、チェーン、ギア、減速機、増速機など)を介さずに接続されている。ただし、前記永久磁石式スタータモータ30は、エンジン10の前記クランクシャフト46に対して、前記クランクシャフト46を正回転可能に接続されていればよい。したがって、前記永久磁石式スタータモータ30が前記クランクシャフト46に動力伝達機構を介して接続されていてもよい。なお、永久磁石式スタータモータ30の回転軸線と、前記クランクシャフト46の回転軸線とは、略一致していることが好ましい。
An output shaft of the permanent
インバータ62は、バッテリ64から前記永久磁石式スタータモータ30に供給する電流を制御することによって、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。インバータ62は、前記ECU32のモータ制御部73によって制御される。
The
バッテリ64は、前記インバータ62を介して、永久磁石式スタータモータ30に電力を供給する。
The
始動スイッチ66は、前記エンジン10の始動の際、運転者の操作に応じて、又は、後述のアイドルストップシステムにおいてエンジン始動の条件を満たした場合に、オン信号を出力する。始動スイッチ66からオン信号が出力されると、前記ECU32が、前記エンジン10を始動させるために、前記永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御を開始する。
The
次に、前記エンジン10の構成について説明する。なお、前記エンジン10の構成としては、公知の種々のエンジンの構成を採用できるので、各構成要素の詳細な説明は省略する。
Next, the configuration of the
前記エンジン10は、シリンダヘッド34、シリンダ40、ピストン42、クランクケース44、クランクシャフト46、コンロッド48、吸気弁50、排気弁52、燃料噴射装置54及び点火プラグ56(点火装置)を備える。
The
前記ピストン42は、前記シリンダ40内を、往復運動可能である。前記クランクシャフト46は、前記クランクケース44内で、回転運動可能である。前記ピストン42と前記クランクシャフト46とは、前記コンロッド48によって連結されている。ピストン42の往復運動は、前記コンロッド48を介して前記クランクシャフト46に伝達される。これにより、前記クランクシャフト46が回転運動する。
The
前記エンジン10において、前記シリンダヘッド34、前記シリンダ40及び前記ピストン42によって、燃焼室36が形成される。前記燃焼室36には、吸気ポート35a及び排気ポート35bが設けられている。シリンダヘッド34には、吸気ポート35aに接続される通路34a及び排気ポート35bに接続される通路34bが形成されている。本実施形態では、前記通路34aによって、吸気管14bと燃焼室36とが接続されている。また、通路34bによって、前記燃焼室36と排気管16とが接続されている。
In the
前記吸気弁50は、吸気ポート35aを開閉する。排気弁52は、排気ポート35bを開閉する。前記吸気弁50は、図示しない公知の動弁機構によって駆動される。同様に、排気弁52は、図示しない動弁機構によって駆動される。
The
1サイクル中において、前記吸気弁50は、排気弁52が閉じる前に開き、かつ、排気弁52が開く前に閉じる。言い換えると、少なくとも低負荷運転領域では、排気行程の終了前に、吸入行程が開始される。
In one cycle, the
具体的には、前記吸気弁50は、クランク角が例えば344度〜576度で開状態である。なお、前記吸気弁50が開状態のクランク角は、上記に限定されるものではなく、最小で360度〜540度、最大で326度〜610度の間、開状態であってもよい。
Specifically, the
また、前記排気弁52は、少なくとも排気行程で開状態である。具体的には、前記排気弁52は、クランク角が例えば64度から378度で開状態である。なお、排気弁52が開状態のクランク角は、上記に限定されるものではなく、最小で180度〜360度、最大で70度〜390度の間、開状態であってもよい。
Further, the
前記燃料噴射装置54は、吸気通路33a内に燃料を噴射する。本実施形態では、燃料噴射装置54は、吸気弁50に向けて燃料を噴射する。吸気通路33a内に供給された燃料は、空気とともに、混合気として前記燃焼室36へ送られる。点火プラグ56は、前記燃焼室36内の混合気に点火する。
The
前記燃料噴射装置54及び点火プラグ56は、前記ECU32の制御によって、エンジン10の1サイクル中の各行程に応じて適宜のタイミングで燃料噴射及び点火を行う。
The
また、前記排気弁52を駆動させる図示しないカムシャフトの近傍には、減圧機構58が設けられている。前記減圧機構58は、エンジンの圧縮工程において、シリンダ内の空気の圧縮に伴う前記クランクシャフト46の回転の抵抗増加を低減する。すなわち、前記減圧機構58は、エンジンの始動時の圧縮工程においてシリンダ内の圧力を低減させるために所定のタイミングで排気弁52を開く機構である。
Further, a
<エンジンユニットの始動動作>
まず、エンジン始動時にクランキングに必要なトルクについて説明する。図2は、エンジン始動時のクランク角とクランキングに必要な必要トルクとの関係を示す説明図である。<Starting operation of engine unit>
First, the torque required for cranking when the engine is started will be described. FIG. 2 is an explanatory view showing a relationship between a crank angle at engine start and a necessary torque necessary for cranking.
前記エンジンユニット100の前記エンジン10は、4ストロークの間に、前記クランクシャフト46を回転させる負荷が大きい高負荷領域THと、前記クランクシャフト46を回転させる負荷が高負荷領域THの負荷よりも小さい低負荷領域TLとを有する。前記クランクシャフト46のクランク角において、低負荷領域TLは高負荷領域THと同等かそれよりも広い。より詳細には、低負荷領域TLは高負荷領域THよりも広い。言い換えると、低負荷領域TLに相当する回転角度領域は、高負荷領域THに相当する回転角度領域よりも広い。
The
より詳細には、前記エンジン10は、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、及び排気行程の4行程を繰り返す。図2に示すように、圧縮行程は、高負荷領域THに含まれるが、低負荷領域TLには含まれない。本実施形態のエンジン10において、高負荷領域THは、圧縮行程と略重なる領域であり、低負荷領域TLは、吸気行程、膨張行程、及び排気行程と略重なる領域である。ただし、高負荷領域TH及び低負荷領域TLのそれぞれの境界は、上記の各行程の境界と一致している必要はない。
More specifically, the
なお、前記圧縮行程では、燃焼室36内の混合気がピストン42によって圧縮されるため、圧縮による反力が生じる。よって、前記圧縮行程では、クランキングに必要なトルクが、他の行程に比べて大きい。前記圧縮行程で減圧機構58を作動させることにより、燃焼室36内の圧力を低下させることができる。
In the compression stroke, since the air-fuel mixture in the
なお、前記減圧機構58は、クランク角が概ね630度前後において、排気弁52を開くように動作する。減圧機構58により排気弁52が開いている期間は、圧縮行程の短い期間である。また、図6に示すように、前記減圧機構58によって排気弁52が開くタイミングは、吸気弁50が閉じる直前または吸気弁50が閉じた後である。前記減圧機構58によって排気弁52が開くタイミングは、図6に示すように、圧縮行程内で調整可能である。また、前記減圧機構58の作動期間における排気弁52のバルブリフト量は、吸気弁50のバルブリフト量に比べて小さい。前記バルブリフト量は、バルブがバルブシートから離れて軸方向に動いた距離である。
The
次に、前記エンジンユニット100の始動動作について説明する。本実施形態では、前記エンジン10の始動時には、前記スタータモータ30によるクランキングが行われる。前記エンジン10の始動には、エンジン温度がエンジン10の動作時の温度よりも低い状態から前記エンジン10が始動する場合、及び、アイドルストップシステムにおけるエンジン停止状態からの再始動も含まれる。なお、アイドルストップシステムは、従来と同様の構成を有するため、アイドルストップシステムに関する詳しい説明及び図示を省略する。
Next, the starting operation of the
図3は、前記エンジンユニット100の始動時において、前記ECU32による永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御の動作を示すフローチャートである。図4は、前記エンジンユニット100の始動時におけるエンジン回転速度とクランク角との関係を示す図である。図5は、前記エンジンユニット100の始動時における前記クランクシャフト46の動きの一例を説明する図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of controlling the rotational speed of the permanent
まず、ECU32は、始動スイッチ66がオンになり、起動要求フラグが立つ(ステップS1)と、モータ制御部73によって、永久磁石式スタータモータ30を回転駆動させる。
First, when the
エンジン10は、ECU32の燃焼停止指示によって、燃焼を停止する。前記クランクシャフト46は、エンジン10における燃焼の停止後、慣性力によって回転する。前記慣性力がエンジン10の圧縮行程における圧縮反力よりも小さくなると、前記クランクシャフト46は、前記圧縮反力によって、逆回転して停止する。このため、前記クランクシャフト46の停止位置は、図5に示すように、圧縮行程の前の行程である吸気行程のクランク角P0で停止している場合が多い。
The
ECU32は、前記クランク角センサ26から出力された信号に基づいて、クランク角及びエンジン10の回転速度の情報を入手する。前記ECU32のモータ制御部73は、前記クランクシャフト46のクランク角が規定位置となっていない場合は、図4及び図5に破線で示すように前記、永久磁石式スタータモータ30を逆回転させる。前記永久磁石式スタータモータ30の逆回転は、クランク角が膨張行程内の規定位置P1となるまで継続される。
The
続いて、前記ECU32のクランク角判定部71は、前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きいか否かについて判断する(ステップS2)。前記所定角度は、燃料噴射するクランク角(規定角度)よりも小さい角度である。
Subsequently, the crank
前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きい場合(ステップS2においてYESの場合)には、ECU32のモータ制御部73は、前記クランクシャフト46の回転速度が目標回転速度Aとなるように、永久磁石式スタータモータ30を駆動制御する(ステップS3)。永久磁石式スタータモータ30の回転速度の制御は、デューティ比を用いたトルク制御でもよいし、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を検出してフィードバック制御する速度制御でもよい。
When the crank angle of the
目標回転速度Aは、後述するように前記エンジン温度センサ28により計測されたエンジン温度から導かれる燃料噴射時間を確保できる速度を上限とし、かつ、高負荷領域THにおける最大負荷を乗り越えることができる速度を下限とする。
The target rotational speed A has, as an upper limit, a speed capable of securing a fuel injection time derived from the engine temperature measured by the
前記クランクシャフト46の回転速度が小さい場合は、高負荷領域THにおいて、気化した燃料を圧縮することができず、エンジン10が停止する。
When the rotational speed of the
一方、前記クランクシャフト46の回転速度が大きい場合は、噴射された燃料が蒸発する時間を十分に確保できない場合がある。この場合には、前記エンジン10の燃焼室36内の燃料濃度が不足するため、前記エンジン10の回転速度の上昇不良及び失火等につながる可能性がある。
On the other hand, when the rotational speed of the
すなわち、クランキング時における前記クランクシャフト46の回転速度が極端に大きくなると、燃料噴射時間FI(図4参照)の経過後、吸気通路33aの通路34a内において燃料の蒸発が十分に行われなくなる。この結果、燃焼室36内の空燃比が適正な値にならない場合がある。
That is, when the rotational speed of the
前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、上述のような現象を考慮し、上記の上限及び下限の範囲内において決定される。目標回転速度Aは、後述するように、エンジン10の温度に基づいて求められる。
The target rotational speed A of the
前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度以下の場合(ステップS2においてNOの場合)には、前記クランクシャフト46のクランク角が所定角度よりも大きくなるまで、クランク角判定部71は、ステップS2の判定を繰り返す。
If the crank angle of the
前記永久磁石式スタータモータ30が目標回転速度Aで駆動制御された後、前記クランク角判定部71は、前記クランクシャフト46のクランク角が、燃料噴射開始の規定角度よりも大きいかどうかを判定する(ステップS4)。前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度よりも大きい場合(ステップS4においてYESの場合)、前記ECU32の燃料噴射制御部74は、燃料噴射装置54から燃料を噴射させる(ステップS5)。一方、前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度以下の場合(ステップS4においてNOの場合)には、前記クランクシャフト46のクランク角が燃料噴射開始の規定角度よりも大きくなるまで、ステップS4の判定を繰り返し行う。
After the permanent
本実施形態では、燃料噴射装置54による燃料噴射開始の規定角度は、例えば300°である。しかしながら、前記燃料噴射開始の規定角度は、300°以外であってもよい。燃料噴射の時間は、上述したように、燃料噴射時間判定部72によって、エンジン温度を基準として予め決められた噴射時間データに基づいて決定される。噴射時間データは、前記ECU32のメモリ76に格納されている。なお、燃料噴射は、最長でも、燃料噴射を開始してから前記吸気弁50が閉じるまで(図4に示すFIの期間内)に終了させる必要がある。
In the present embodiment, the prescribed angle of fuel injection start by the
前記燃料噴射装置54によって燃料噴射を開始した後、前記ECU32の燃料噴射時間判定部72は、燃料噴射の積算時間である積算燃料噴射時間が燃料噴射時間の既定値(所定時間)よりも大きいかどうかを判定する(ステップS6)。前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも大きいと判定された場合(ステップS6においてYESの場合)には、前記燃料噴射装置54による燃料の噴射を停止する(ステップS7)。その後、ステップS3において目標回転速度をAに設定した回転速度制御を解除し(ステップS8)、エンジン始動時における回転速度制御のフローを終了する(終了)。なお、前記既定値は、噴射時間データを用いてエンジン温度に応じて決定される。
After the fuel injection by the
一方、前記積算燃料噴射時間が前記既定値以下と判定された場合(ステップS6においてNOの場合)には、前記積算燃料噴射時間が前記既定値よりも大きくなるまで、前記燃料噴射装置54による燃料噴射を継続する。
On the other hand, when it is determined that the integrated fuel injection time is equal to or less than the predetermined value (in the case of NO in step S6), the fuel by the
上述の前記ECU32による永久磁石式スタータモータ30の回転速度制御の後、前記吸気弁50が閉じると、その後に続く圧縮行程において、燃焼室36内の圧縮圧力が前記クランクシャフト46の回転負荷となる。よって、図4に示すように、前記クランクシャフト46の回転速度は低下する。クランクシャフト46が、圧縮行程における圧縮上死点に対応する位置を通過した後、ECU32の点火制御部75が、前記点火プラグ56に前記燃焼室36内の混合気に点火させることにより、初回燃焼が行われる。なお、本実施形態において、点火プラグ56の点火時におけるクランク角は、715度であるが、これに限定されない。
After the rotational speed control of the permanent
上述の初回燃焼により、前記クランクシャフト46に回転力が付与されるとともに、前記エンジン10で継続的に4サイクルの各行程が行われることによって、クランキングによる前記エンジン10の始動が完了する。
As a result of the first combustion described above, torque is applied to the
<目標回転速度の決定手順>
次にエンジン10の始動時における前記クランクシャフト46の目標回転速度Aの決定手順について説明する。<Determination procedure of target rotational speed>
Next, the procedure for determining the target rotational speed A of the
ECU32の燃料噴射時間判定部72は、前記エンジン温度センサ28により測定された前記エンジン10の温度に基づいて、予め前記ECU32のメモリ76に格納されている噴射時間データを参照して、前記エンジン10の始動時における1回目の燃焼のための燃料噴射時間を決定する。
The fuel injection
前記噴射時間データは、例えば、エンジン温度と燃料噴射時間とが対応付けられたテーブルである。前記噴射時間データは、エンジン温度が低いほど燃料の噴射時間が長くなるように設定されている。前記噴射時間は、温度が低くなるにしたがって所定の関係式によって長くなるように算出されてもよいし、ある所定の範囲内では噴射時間を一定とし、当該範囲を超えてエンジン温度が高くなると短くなるように設定されていてもよい。なお、前記噴射時間の一例を、図2に実線矢印で示す。図2に示すように、エンジン温度が−5℃のときの噴射時間は、エンジン温度が80℃のときの噴射時間よりも長い。なお、図2においては、前記噴射時間について、最初のストロークについてのみ記載し、以降のストロークについての記載は省略している。 The injection time data is, for example, a table in which an engine temperature and a fuel injection time are associated with each other. The injection time data is set such that the fuel injection time becomes longer as the engine temperature is lower. The injection time may be calculated to be longer according to a predetermined relational expression as the temperature decreases, or the injection time is constant within a certain predetermined range, and becomes shorter when the engine temperature becomes higher than the range. It may be set to be In addition, an example of the said injection time is shown by the continuous line arrow in FIG. As shown in FIG. 2, the injection time when the engine temperature is −5 ° C. is longer than the injection time when the engine temperature is 80 ° C. In FIG. 2, only the first stroke of the injection time is described, and the description of the subsequent strokes is omitted.
また、前記噴射時間データは、燃料噴射装置54が燃料を噴射する位置、噴射方向、噴射する燃料の液滴の大きさなどによって変化する。上記のように前記エンジン10が低温時でも、噴射した燃料を十分に蒸発させて、点火時において適正な空燃比を得るためである。したがって、前記噴射時間データは、エンジン温度が低い場合に、燃料噴射時間が長くなるように設定されている。一般に、噴射する燃料の液滴の大きさが小さくかつ噴霧の広がり角度が大きい方が噴射時間は短い。
Further, the injection time data changes depending on the position at which the
燃料噴射装置54による燃料の噴射は、所定のクランク角(例えば300度)において開始され、前記エンジン10の吸気行程で前記吸気弁50が閉じるまでに終了する。このため、燃料の噴射が、吸気弁50が開くまでに終了するように前記クランクシャフト46の回転速度を決定する必要がある。なお、本実施形態では、燃料噴射開始のタイミングは、エンジン温度に関係なく、クランク角300度で固定されている。
The injection of fuel by the
よって、低温時における燃料噴射時間を確保するために、燃料噴射開始から吸気弁50が閉じるまでの時間に応じて、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを設定する必要がある。このため、図7に示すように、噴射時間が長くなるほど、目標回転速度Aは低く設定される。上記の通り、燃料噴射時間は、エンジン温度が低いほど長くする必要があるため、図7に示すように、エンジン温度が低温時の目標回転速度A’は、エンジン温度が高温の場合の目標回転速度Aに比べて低くなる。
Therefore, in order to secure the fuel injection time at low temperature, it is necessary to set the target rotational speed A of the
図8Aに、エンジン温度とエンジン始動時における前記クランクシャフト46の回転速度との関係の一例を示す。上記の通り、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、前記エンジン10の温度が低くなるほど低くなる。一例として図8Aに示すように、グラフ中の任意の2点における前記エンジン10の温度(それぞれ第1温度、第2温度という。)において、相対的に低温な第1温度における前記クランクシャフト46の回転速度が、前記第1温度よりも高い第2温度における回転速度よりも低くなるように、前記ECU32は、永久磁石式スタータモータ30の回転速度を制御する。
FIG. 8A shows an example of the relationship between the engine temperature and the rotational speed of the
なお、前記クランクシャフト46の回転速度は、上記のようにエンジン10の温度に応じて連続的に変化するのではなく、図8Bに示すように、エンジン10の温度が所定の温度までは一定で、前記エンジン10の温度が前記所定の温度よりも低くなると、回転速度を低くするように制御することもできる。
The rotational speed of the
なお、燃料噴射は、上記の通り、燃料噴射開始から前記吸気弁50が閉じるまでの間(燃料噴射時間FI)に終わればよい。そのため、前記噴射時間データの燃料噴射時間は、燃料噴射時間FIよりも短くてもよい。
As described above, the fuel injection may be completed (fuel injection time FI) from the start of the fuel injection to the closing of the
ところで、燃料噴射時間に応じて前記クランクシャフト46の目標回転速度を高くすると、前記永久磁石式スタータモータ30の消費電力が増大するため、バッテリ64の消費電力が増大する。これに対し、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを、エンジン温度に応じて必要な燃料噴射時間を確保可能な回転速度まで小さくしてもよい。これにより、前記永久磁石式スタータモータ30の消費電力を抑えることができ、バッテリ64の消費電力の増大を抑制できる。
By the way, if the target rotational speed of the
本実施形態に係るエンジンユニット100によれば、スタータモータとして、回転速度が低いほど高い出力トルクが得られる永久磁石式スタータモータ30を用いる。また、4ストロークの間に高負荷領域TH及び低負荷領域TLが存在するエンジン10において、図5に示すように、前記クランクシャフト46が停止状態から回転した後、最初の燃焼までの低負荷領域TLで、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aをエンジン温度に応じて設定する。これにより、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、前記エンジン10の始動性を向上することができる。
According to the
また、本実施形態では、エンジン始動時の圧縮行程で減圧機構58を作動させることにより、燃焼室36内の圧力を低下させることができる。しかしながら、前記圧縮工程で減圧機構58を作動させることにより、エンジン始動時の最初の燃焼で十分なエネルギーが得られず、前記クランクシャフト46の回転速度を上昇させることができない可能性がある。これに対し、本実施形態のエンジンユニット100では、前記クランクシャフト46が停止状態から回転した後、最初の燃焼までの低負荷領域TLで、前記クランクシャフト46の目標回転速度Aをエンジン温度に応じて設定することにより、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、エンジン10の始動性を向上することができる。
Further, in the present embodiment, the pressure in the
(第2実施形態)
図10は、本発明の第2実施形態に係るエンジンユニット101の構成を示す概略図である。本実施形態に係る前記エンジンユニット101では、ECU80が、エンジン温度と目標回転速度Aとのマップデータとしての回転速度データを用いて、エンジン10の温度に応じて前記クランクシャフト46の回転速度を設定する点において、第1実施形態に係るエンジンユニット100と異なる。Second Embodiment
FIG. 10 is a schematic view showing a configuration of an
具体的には、ECU80は、回転速度算出部70、クランク角判定部71、モータ制御部73、燃料噴射制御部74、点火制御部75、メモリ76及び回転速度決定部81を備える。
Specifically, the ECU 80 includes a rotational
本実施形態では、メモリ76には、実施形態1と同様の噴射時間データに加えて、エンジン10の温度と、エンジン始動時における前記クランクシャフト46の目標回転速度Aとが予め対応付けられたマップデータとしての回転速度データが格納されている。
In this embodiment, in addition to the injection time data similar to that of the first embodiment, the
回転速度決定部81は、メモリ76に格納された前記回転速度データを用いて、エンジン温度センサ28により測定されたエンジン温度に応じて、エンジン始動時の前記クランクシャフト46の目標回転速度Aを決定する。モータ制御部73は、前記回転速度決定部81によって決定された目標回転速度Aを用いてインバータ62を制御することにより、前記クランクシャフト46が目標回転速度Aとなるように、永久磁石式スタータモータ30を駆動させる。
The rotational
燃料噴射制御部74は、メモリ76に格納された前記回転速度データを用いて、前記エンジン温度センサ28により測定されたエンジン温度に応じて、燃料噴射時間を決定する。この燃料噴射時間の決定方法は、実施形態1と同様である。なお、前記燃料噴射時間は、前記クランクシャフト46の回転速度に応じて決定されてもよい。
The fuel
上述以外の前記ECU80の構成は、実施形態1のECU32と同様なので、ECU80に関する詳しい説明を省略する。
The configuration of the ECU 80 other than the above is the same as that of the
本実施形態の構成によっても、吸気通路33a内に供給した燃料が気化する時間を確保することができる。したがって、最初の燃焼によるエネルギーを十分高めることができ、前記エンジン10の始動性を向上することができる。
Also according to the configuration of the present embodiment, it is possible to secure time for the fuel supplied into the
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。(Other embodiments)
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment mentioned above is only an illustration for implementing this invention. Therefore, without being limited to the embodiment described above, the embodiment described above can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.
上記各実施形態では、単気筒4ストロークエンジンを用いた前記エンジンユニットについて説明したが、前記エンジンは、並列2気筒又はV型2気筒4ストロークエンジンでもよい。 In each of the above embodiments, the engine unit using a single cylinder 4-stroke engine has been described, but the engine may be a parallel 2-cylinder or V-type 2-cylinder 4-stroke engine.
上記各実施形態では、エンジン始動時に前記クランクシャフト46を逆回転させた場合について説明したが、この限りではなく、エンジン始動時に前記クランクシャフト46を逆回転させることなく正回転させてもよい。
In each of the above embodiments, the case where the
上記各実施形態で用いられる前記永久磁石式スタータモータ30は、ブラシを有するモータでもよいしブラシレスモータでもよい。また、スタータモータは、発電機の機能も備えたスタータモータジェネレーターであってもよい。
The permanent
上記各実施形態では、燃料噴射装置54は、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射するが、前記吸気通路33a内の他の位置に燃料を噴射してもよい。例えば、前記燃料噴射装置54が燃料を噴射する位置は、前記吸気弁50よりも上流側で且つ吸気通路33aを構成する壁の内面に向けて燃料を噴射してもよい。
In the above embodiments, the
なお、この場合、噴射時間データは、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射する場合に比べて噴射時間が長くなるように設定することができる。すなわち、図11に示すように、前記吸気通路33aを構成する壁の内面に向けて噴射する場合の前記クランクシャフト46の目標回転速度Aは、前記吸気弁50に向けて燃料を噴射する場合に比べて低い。
In this case, the injection time data can be set so that the injection time is longer than when the fuel is injected toward the
上記各実施形態では、前記エンジンユニット100,101が自動二輪車に適用された構成について説明した。しかしながら、前記エンジンユニット100,101は、三輪車または四輪車などの他の車両に適用されてもよい。
In the above embodiments, the configuration in which the
上記実施形態では、前記エンジン10の温度としてエンジン冷却液の温度を計測したが、例えば、空冷式エンジンの場合などは、前記エンジンの温度として、潤滑用のオイルが流れるオイル通路内のオイルの温度を計測してもよい。
In the above embodiment, the temperature of the engine coolant was measured as the temperature of the
上記実施形態では、前記エンジン10は、前記TPS22を用いているが、前記TPS22の代わりにアクセルポジションセンサを用いてもよい。
Although the
上記実施形態1では、前記エンジンユニット100は、減圧機構58を備える。実施形態2の前記エンジンユニット101も減圧機構を備えていてもよい。前記エンジンユニット100が減圧機構を有していなくてもよい。
In the first embodiment, the
10 4ストロークエンジン本体
12 エアクリーナ
14a,14b 吸気管
16 排気管
20 スロットル装置
22 TPS
24 圧力センサ
26 クランク角センサ(クランク角検出部)
28 エンジン温度センサ(エンジン温度検出部)
30 永久磁石式スタータモータ
32、80 ECU(制御装置)
33a 吸気通路
33b 排気通路
35a 吸気ポート
35b 排気ポート
34 シリンダヘッド
36 燃焼室
40 シリンダ
42 ピストン
44 クランクケース
46 クランクシャフト
48 コンロッド
50 吸気弁
52 排気弁
54 燃料噴射装置
56 点火プラグ(点火装置)
58 減圧機構
62 インバータ
64 バッテリ
66 始動スイッチ
70 回転速度算出部
71 クランク角判定部
72 燃料噴射時間半底部
73 モータ制御部
74 燃料噴射時間制御部
75 点火制御部
76 メモリ
81 回転速度決定部
100,101 エンジンユニット10 four-
24
28 Engine temperature sensor (engine temperature detector)
30 Permanent magnet
58
Claims (8)
永久磁石を有し前記クランクシャフトを回転させる永久磁石式スタータモータと、
前記永久磁石式スタータモータ、前記燃料噴射装置及び前記点火装置を制御する制御装置と、
前記4ストロークエンジン本体の温度を検出するエンジン温度検出部と、
前記クランクシャフトの回転角度の位置であるクランク角を検出するクランク角検出部と、を備え、
前記制御装置は、
前記永久磁石式スタータモータを駆動させることによって、前記クランクシャフトを停止状態から回転させ、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間に、前記燃料噴射装置を制御することによって、前記吸気通路内に燃料を噴射し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記低負荷領域の間で、かつ、前記燃料噴射装置が前記吸気通路内に燃料を噴射してから前記吸気弁が閉じるまでの間に、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて、前記クランクシャフトの回転速度の増加を抑制するように前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御し、
前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記点火装置を用いて前記燃焼室内の混合気に点火することによって、前記4ストロークエンジン本体を始動する、エンジンユニット。A combustion chamber provided with an intake port and an exhaust port, an intake valve for opening and closing the intake port, an exhaust valve for opening and closing the exhaust port, air connected to the intake port and air in the atmosphere via the intake port , An exhaust passage connected to the exhaust port, a fuel injection device for injecting fuel into the intake passage, and ignition for igniting a mixture including fuel and air in the combustion chamber Apparatus, a piston reciprocating in the combustion chamber, and a crankshaft connected to the piston so as to rotate according to the reciprocating movement of the piston, a load rotating the crankshaft during four strokes 4 stroke engine having a high load area where the load is large and a low load area where the load that rotates the crankshaft is smaller than the load of the high load area. And down the body,
A permanent magnet starter motor having a permanent magnet and rotating the crankshaft;
A controller for controlling the permanent magnet starter motor, the fuel injection device, and the ignition device;
An engine temperature detection unit that detects the temperature of the four-stroke engine body;
And a crank angle detection unit that detects a crank angle that is a position of a rotation angle of the crankshaft.
The controller is
The crankshaft is rotated from a stopped state by driving the permanent magnet starter motor,
While the crank angle of the crankshaft is in the low load region, fuel is injected into the intake passage by controlling the fuel injection device;
The crank angle of the crankshaft is detected by the engine temperature detection unit between the low load region and between the fuel injection device injecting fuel into the intake passage and the closing of the intake valve. Controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor so as to suppress an increase in rotational speed of the crankshaft based on the temperature of the four-stroke engine main body,
An engine unit for starting the four-stroke engine body by igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber using the igniter while the crank angle of the crankshaft is in the high load range.
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が第1温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度が、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が前記第1温度よりも高い第2温度であるときの前記クランクシャフトの回転速度よりも低くなるように、前記永久磁石式スタータモータの回転速度を制御する、エンジンユニット。In the engine unit according to claim 1,
The control device is configured to detect the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit is a first temperature, by the engine temperature detection unit An engine unit controlling the rotational speed of the permanent magnet starter motor such that the rotational speed of the crankshaft is lower than the rotational speed of the crankshaft when the temperature of the main body is a second temperature higher than the first temperature.
前記燃料噴射装置は、前記吸気弁に向けて燃料を噴射する、エンジンユニット。In the engine unit according to claim 1 or 2,
The engine unit, wherein the fuel injection device injects fuel toward the intake valve.
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度に基づいて決定された燃料噴射時間に応じて、前記クランクシャフトの回転速度を決定する、エンジンユニット。The engine unit according to any one of claims 1 to 3.
The engine unit determines the rotational speed of the crankshaft according to a fuel injection time determined based on the temperature of the four-stroke engine body detected by the engine temperature detection unit.
前記エンジン温度検出部は、前記4ストロークエンジン本体の冷却液の温度又はオイル通路内のオイルの温度を検出するセンサである、エンジンユニット。The engine unit according to any one of claims 1 to 4.
The engine unit, wherein the engine temperature detection unit is a sensor that detects a temperature of a coolant of the four-stroke engine body or a temperature of oil in an oil passage.
前記制御装置は、前記燃料噴射時間が、エンジン始動に必要な燃料を供給可能な所定時間を超えるまで、前記燃料噴射装置に燃料を噴射させる、エンジンユニット。The engine unit according to any one of claims 1 to 5.
The engine unit, wherein the control device causes the fuel injection device to inject fuel until the fuel injection time exceeds a predetermined time that can supply the fuel necessary for starting the engine.
前記制御装置は、前記エンジン温度検出部により検出された前記4ストロークエンジン本体の温度が低いほど、前記燃料噴射時間における前記クランクシャフトの回転速度を低下させるように、前記モータの回転速度を制御する、エンジンユニット。The engine unit according to any one of claims 1 to 6.
The control device controls the rotational speed of the motor so as to lower the rotational speed of the crankshaft during the fuel injection time as the temperature of the four-stroke engine main body detected by the engine temperature detection unit decreases. , Engine unit.
前記4ストロークエンジン本体は、前記クランクシャフトのクランク角が前記高負荷領域の間に、前記燃焼室内の混合気を排出するために前記排気弁を一時的に開く減圧機構をさらに備えている、エンジンユニット。The engine unit according to any one of claims 1 to 7.
The four-stroke engine body further includes a pressure reducing mechanism that temporarily opens the exhaust valve to discharge the air-fuel mixture in the combustion chamber while the crank angle of the crankshaft is in the high load region. unit.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017096369 | 2017-05-15 | ||
JP2017096369 | 2017-05-15 | ||
PCT/JP2018/018340 WO2018212093A1 (en) | 2017-05-15 | 2018-05-11 | Engine unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018212093A1 true JPWO2018212093A1 (en) | 2019-06-27 |
Family
ID=64274501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018566326A Withdrawn JPWO2018212093A1 (en) | 2017-05-15 | 2018-05-11 | Engine unit |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3626956B1 (en) |
JP (1) | JPWO2018212093A1 (en) |
BR (1) | BR112019023949B1 (en) |
WO (1) | WO2018212093A1 (en) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3379439B2 (en) * | 1997-09-17 | 2003-02-24 | トヨタ自動車株式会社 | Start control device for internal combustion engine |
JP4062812B2 (en) * | 1999-03-26 | 2008-03-19 | 株式会社エクォス・リサーチ | Hybrid type vehicle |
JP3454249B2 (en) * | 2000-11-27 | 2003-10-06 | トヨタ自動車株式会社 | Engine cranking damping device |
JP3969641B2 (en) | 2002-05-22 | 2007-09-05 | 本田技研工業株式会社 | Engine starter |
DE102004037167A1 (en) * | 2004-07-30 | 2006-03-23 | Robert Bosch Gmbh | Device and method for controlling an internal combustion engine |
JP4670644B2 (en) * | 2006-01-10 | 2011-04-13 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
US9631595B2 (en) * | 2013-09-26 | 2017-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for selective engine starting |
CN105829704B (en) | 2013-12-20 | 2021-05-04 | 雅马哈发动机株式会社 | Engine unit and vehicle |
JP2017031808A (en) * | 2013-12-20 | 2017-02-09 | ヤマハ発動機株式会社 | Engine unit and vehicle |
JP5959583B2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-08-02 | 三菱電機株式会社 | Starter |
-
2018
- 2018-05-11 EP EP18802296.6A patent/EP3626956B1/en active Active
- 2018-05-11 BR BR112019023949-9A patent/BR112019023949B1/en active IP Right Grant
- 2018-05-11 JP JP2018566326A patent/JPWO2018212093A1/en not_active Withdrawn
- 2018-05-11 WO PCT/JP2018/018340 patent/WO2018212093A1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3626956A4 (en) | 2020-05-20 |
WO2018212093A1 (en) | 2018-11-22 |
EP3626956A1 (en) | 2020-03-25 |
BR112019023949A2 (en) | 2020-06-09 |
BR112019023949B1 (en) | 2022-06-28 |
EP3626956B1 (en) | 2021-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5741352B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
JP5919697B2 (en) | Diesel engine start control device | |
JP5786679B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
US7380620B2 (en) | Control device of internal combustion engine and control method of internal combustion engine | |
JP5888200B2 (en) | Engine starter | |
JP5742682B2 (en) | Start control device for internal combustion engine | |
JP2004036429A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP2007032382A (en) | Control device for cylinder direct injection internal combustion engine | |
JP6398412B2 (en) | Engine start control device | |
JP4291762B2 (en) | Engine stop control device and vehicle equipped with the same | |
JP2020200798A (en) | Engine driving device | |
JP2010203414A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5514623B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
JP4743139B2 (en) | Fuel injection amount control device for internal combustion engine | |
JPWO2018212093A1 (en) | Engine unit | |
JP2013160088A (en) | Start control device for compression self-ignition type engine | |
JP5831168B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
JP5888041B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
JP5935275B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
JP4466498B2 (en) | Ignition timing control device for internal combustion engine | |
US11002163B2 (en) | Valve timing controller and valve timing control method | |
JP2014185524A (en) | Control device for internal combustion engine | |
JP5948815B2 (en) | Start control device for compression self-ignition engine | |
US20210381465A1 (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP2009041490A (en) | Control device of internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181217 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20190529 |